下击式解卡封隔器

摘要

本发明涉及下击式解卡封隔器，包括上接头、中心管及设置于中心管外围的锚定机构，锚定机构包括卡瓦和在坐封时阻挡卡瓦复位、在解封时解除对卡瓦阻挡的下锥体，中心管包括外中心管和内中心管，外中心管上端与上接头固定连接，内中心管上端设有用于接受向下击打力的击打受力部分，内中心管与下锥体固定连接，内、外中心管之间设有锁止机构；内中心管在锁止机构锁止时挂接在上接头内部台阶上以保持下锥体对卡瓦的阻挡，内中心管在锁止机构解锁时靠重力下压击打受力部分，在上接头上提时使内中心管带动下锥体相对下移以解除对卡瓦的阻挡。本发明的解封伸缩结构采用伸缩套管机构，便于让出卡瓦及胶筒复位空间，结构简单紧凑，便于加工制造，降低成本。

权利要求

1.下击式解卡封隔器，包括上接头、轴线沿上下方向延伸的中心管及设置于中心管外围的锚定机构，锚定机构包括卡瓦和在封隔器坐封时相对上接头固定以阻挡卡瓦复位、在解封时相对上接头向下移动以解除对卡瓦阻挡的下锥体，其特征在于：所述中心管包括外中心管和其内部滑动穿装的内中心管，所述外中心管的上端与上接头固定连接，所述内中心管上端设有用于接受从上接头中进入的击打装置对内中心管所施加的向下击打力的击打受力部分，内中心管的下端伸出外中心管，且所述下锥体上端内壁与外中心管滑动配合、下端与其内穿装的内中心管丝扣连接，内、外中心管之间设有在所述击打受力部分被击打时解除对内、外中心管的锁止固定而在所述击打受力部分未被击打时将内、外中心管锁止固定的锁止机构；所述内中心管在锁止机构锁止时缩在外中心管中以保持下锥体对卡瓦的阻挡，所述内中心管在锁止机构解锁时靠重力下压击打受力部分以使内中心管带动下锥体相对上接头下移以解除对卡瓦的阻挡。

2.根据权利要求1所述的下击式解卡封隔器，其特征在于：所述锁止机构包括内中心管上端设置的沿圆周分布并沿径向收缩或张开的弹簧爪、沿轴向穿装于弹簧爪之间的支撑体、设于上接头内周面上的与张开状态下的弹簧爪在上下方向挡止配合以阻止内中心管下移的台阶面，所述支撑体具有自下而上布置的撑开弹簧爪的下配合面、让开位置以使弹簧爪收缩的上配合面，所述击打受力部分为支撑体的顶端部分，所述支撑体在所述击打受力部分未被击打时通过解封销钉固定连接在内中心管并以下配合面撑开弹簧爪，所述支撑体在所述击打受力部分被击打时剪断解封销钉靠重力下移并以上配合面让开弹簧爪收缩。

3.根据权利要求2所述的下击式解卡封隔器，其特征在于：所述支撑体为下粗上细的阶梯轴，下配合面为阶梯轴的大端部分的周面，上配合面为阶梯轴的小端部分的周面，上接头上固定有在上下方向上挡止配合以阻止支撑体及内中心管向上移动的挡盖，挡盖设有供所述击打受力部分向上穿出挡盖的中心孔。

4.根据权利要求1～3中任意一项所述的下击式解卡封隔器，其特征在于：所述外中心管与内中心管之间设有在内中心管带动下锥体相对下移到位后对内中心管进行防脱挡止限位的挡止结构。

5.根据权利要求4所述的下击式解卡封隔器，其特征在于：所述挡止结构为所述外中心管内壁和内中心管外壁上设置的相互挡止配合的台阶面。

说明书

下击式解卡封隔器

技术领域

[0001] 本发明涉及一种封隔器，尤其涉及一种下击式解卡封隔器。

背景技术

[0002] 目前，油水井丢手堵水管柱中使用的封堵锚定工具多为单卡瓦双向锚定封隔器，其解封解卡方式基本上采用上提管柱时使解封销钉剪断，可见这种解封方式将解封销钉的剪断力和打捞管柱自身重量均附加入上提解封力，尤其在深井打捞中，油管的自重大幅度增大了解封解卡力量，致使作业解封困难，常常造成大修作业；其次，当管柱丢手出现丢手力意外过大时，易造成封隔器意外解封，使措施作业无效。

[0003] 针对上述问题，授权公告号为CN 2535549Y的中国专利“一种双向锚定封隔器”公开了一种采用下击的方式使解封销钉剪断而实现解封的封隔器，该封隔器包括上接头和用于在坐封时用于与井壁锚定的锚定机构，所述锚定机构包括用于与井壁锚定的卡瓦、用于在坐封时推动卡瓦向下移动的上锥体和在封隔器坐封时相对上接头固定以阻挡卡瓦复位、在解封时相对上接头向下移动以解除对卡瓦阻挡的下锥体，下锥体通过伸缩结构与下接头连接，在解封时卡瓦复位需要一定的伸长空间，本专利中通过伸缩机构实现下锥体下移而让出卡瓦复位所需的空间，而其所采用的伸缩机构需要多个部件的组合，结构繁琐复杂，加工装配难。

发明内容

[0004] 本发明的目的是提出一种下击式解卡封隔器，以克服现有技术中封隔器解封结构复杂的问题。

[0005] 为解决上述问题，本发明采用的技术方案是：

[0006] 下击式解卡封隔器，包括上接头、轴线沿上下方向延伸的中心管及设置于中心管外围的锚定机构，锚定机构包括卡瓦和在封隔器坐封时相对上接头固定以阻挡卡瓦复位、在解封时相对上接头向下移动以解除对卡瓦阻挡的下锥体，所述中心管包括外中心管和其内部滑动穿装的内中心管，所述外中心管的上端与上接头固定连接，所述内中心管上端设有用于接受从上接头中进入的击打装置对内中心管所施加的向下击打力的击打受力部分，内中心管的下端伸出外中心管并与所述下锥体固定连接，内、外中心管之间设有在所述击打受力部分被击打时解除对内、外中心管的锁止固定而在所述击打受力部分未被击打时将内、外中心管锁止固定的锁止机构；所述内中心管在锁止机构锁止时缩在外中心管中以保持下锥体对卡瓦的阻挡，所述内中心管在锁止机构解锁时靠重力下压击打受力部分以使内中心管带动下锥体相对上接头下移以解除对卡瓦的阻挡。

[0007] 所述锁止机构包括内中心管上端设置的沿圆周分布并沿径向收缩或张开的弹簧爪、沿轴向穿装于弹簧爪之间的支撑体、设于上接头内周面上的与张开状态下的弹簧爪在上下方向挡止配合以阻止内中心管下移的台阶面，所述支撑体具有自下而上布置的撑开弹簧爪的下配合面、让开位置以使弹簧爪收缩的上配合面，所述击打受力部分为支撑体的顶端部分，所述支撑体在所述击打受力部分未被击打时通过解封销钉固定连接在内中心管并以下配合面撑开弹簧爪，所述支撑体在所述击打受力部分被击打时剪断解封销钉靠重力下移并以上配合面让开弹簧爪收缩。

[0008] 所述支撑体为下粗上细的阶梯轴，下配合面为阶梯轴的大端部分的周面，上配合面为阶梯轴的小端部分的周面，上接头上固定有在上下方向上挡止配合以阻止支撑体及内中心管向上移动的挡盖，挡盖设有供所述击打受力部分向上穿出挡盖的中心孔。

[0009] 所述外中心管与内中心管之间设有在内中心管带动下锥体相对下移到位后对内中心管进行防脱挡止限位的挡止结构。

[0010] 所述挡止结构为所述外中心管内壁和内中心管外壁上设置的相互挡止配合的台阶面。

[0011] 本发明提出的下击式解卡封隔器，当解封时，采用打捞工具下击中心管的击打受力部分，内、外中心管之间的锁止机构被解除，上体管柱过程中，内中心管在重力作用下带动下锥体相对上接头向下移动，从而解除对卡瓦的阻挡而使卡瓦复位。本发明的封隔器在下击式作用力下实现解封，解封伸缩结构采用可伸长或收缩的内中心管和外中心管构成伸缩套管结构，便于在解封时让出卡瓦复位空间，解封伸缩结构简单紧凑，便于加工制造，降低生产成本。

[0012] 进一步的，采用相互配合的台阶面实现挡止，便于内中心管伸出长度的控制和计算。

附图说明

[0013] 图1是本发明中的下击式解卡封隔器的实施例的结构示意图。

具体实施方式

[0014] 本发明的下击式解卡封隔器的实施例：如图1所示，包括上端的上接头1和下端的下锥体25，下锥体25外周壁的上侧为上小下大的锥面，上接头中穿装有轴线沿上下方向延伸的中心管，中心管包括外中心管18和其内部滑动穿装的内中心管19，外中心管上端与上接头下端丝扣连接，内中心管下端与下锥体丝扣连接，外中心管的内壁上开设有内台阶面17，外中心管外周壁的下方设置有在解封时用于提拉上锥体的外台阶面，外中心管上开设有进水孔，内中心管外壁上开设有与外中心管的内台阶面17挡止配合的外台阶面8，外中心管的内台阶面17上端面与内中心管的外台阶面8的下端面之间的距离大于或等于胶筒的压缩和双向锚定卡瓦座卡所需的距离之和，内中心管上端设有可沿其径向收缩或张开的弹簧爪，弹簧爪端部设有外翻沿3，外翻沿与上接头内壁上设置的内台阶面挡止配合，内中心管的外台阶面位于弹簧爪根部，弹簧爪内穿装有用于使弹簧爪处于张开状态而使其外翻沿与上接头的内台阶挡止配合的支撑体26，支撑体通过解封销钉27固定在内中心管19上，支撑体26外周壁与内中心管内壁之间为滑动间隙配合，支撑体上端为用于接受解封击打力的击打受力部分，支撑体26具有下粗上细的阶梯轴，支撑体直径较大的下端外周面为用于支撑弹簧爪张开的下配合面，支撑体直径较小的上端外周面用于在支撑体下滑后让开弹簧爪收缩空间的下配合面，上接头下端的外侧通过螺纹连接有上缸套4并采用密封圈密封，支撑体与上接头之间的环形空间内设置有上下方向上挡止配合以阻止支撑体及内中心管向上移动的挡盖2，挡盖为具有供支撑体上部的击打部分穿出的中心孔，挡盖采用丝扣与上接头连接，挡盖还可以通过焊接或铆接等方式与上接头连接，上缸套与外中心管形成的环形空间内设置有套设在外中心管外壁上的锁环座9，锁环座为上端直径小、下端直径大的空心柱状结构，锁环座直径较小一端设有进水槽，锁环座上设有用于限制上活塞向下移动距离的中部限位台阶28，上活塞5的下端面与中部限位台阶28之间的距离大于或等于胶筒最大压缩距离和双向锚定卡瓦座卡距离之和，上缸套与锁环座之间的环形空间内穿装有锁套7，锁套上开设有泄水槽或泄水孔道6，锁套上端面与上接头下端面之间设置有上活塞5，上活塞外壁与上缸套内壁密封滑动配合、内壁与锁环座外壁密封滑动配合，锁套上端顶压在上活塞下端面上，锁套上端的内壁上设置有锁牙，锁环座中部的台阶面上套设有锁环11，锁环外周壁设置有用于与所述锁套上的锁牙咬合锁死的锁牙，锁环座于锁环上方丝扣连接有销环10，销环也可通过销钉、铆钉、挂扣、焊接或相互挡止配合的台阶面与锁环座连接，锁环下端顶压在锁环座的下台阶面29上，锁环通过其下方的下台阶面和上方的销环对锁环轴向限位，锁环座底部通过密封圈与锁套密封配合，从而与上活塞之间形成活塞腔，锁环座底部的上缸套内设置有下活塞12，下活塞12通过第一销钉13与上缸套连接，下活塞12与外中心管18之间的设置有套装在外中心管上的胶筒套16，胶筒套16外套设有三个胶筒14，相邻胶筒之间采用隔环15隔开，上端的胶筒14的上端面顶压在下活塞底部，下端胶筒下端面顶压在胶筒套的外翻沿的上端面，胶筒、胶筒套和隔环构成密封部分，胶筒套下端设有锚定部分，锚定部分包括通过丝扣与胶筒套连接的、套设在外中心管上的上锥体20，下锥体25以及设于两者之间的双向锚定卡瓦23，上锥体的上端面顶压在胶筒套外翻沿的下端面上，上锥体下端的外周壁上设有向上扩径的锥面，上锥体下部设有双向锚定卡瓦23，双向锚定卡瓦23的上下端在朝向内中心管一侧分别设置有上锥面结构和下锥面结构，上锥面结构与上锥体的锥面导向配合、下锥面结构与下锥体的锥面导向配合，下锥体上端内壁与外中心管滑动配合、下端与其内穿装的内中心管丝扣连接，双向锚定卡瓦外设有卡瓦套22，卡瓦套内壁设有台阶面并通过台阶面与上锥体外壁上设置的台阶面悬挂连接，卡瓦套与上锥体上还穿装有用于连接两者的第二销钉21，卡瓦套内设有沿内中心管径向伸长或收缩的卡瓦弹簧24，卡瓦弹簧24按压在双向锚定卡瓦23的中间槽内。

[0015] 使用时将上述封隔器连接在堵水管柱的油管上，管柱下放到设定位置时，开始坐封，从井口打入液体，液压力通过井下管柱传入内中心管19和外中心管18的内部，再通过外中心管18上开设的进水孔和锁环座9上的进水槽进入活塞腔中，推动上活塞5和下活塞12向下运动，继而推动锁套7向下移动，当下行压力达到一定值时第一销钉13被剪断，上活塞、下活塞和锁套继续向下运动推动下活塞下方的胶筒14向下运动，胶筒14带动胶筒套
16一起前移，胶筒套16通过其上设置的外翻沿推动上锥体20向下运动，由于上锥体与卡瓦套采用第二销钉21连接，双向锚定卡瓦上端面顶压在卡瓦套的内台阶面上，因此上锥体20通过第二销钉21带动卡瓦套22，卡瓦套22推动双向锚定卡瓦23一起向下移动，双向锚定卡瓦下端受到下锥体的阻挡，沿下锥体的锥面导向滑动而使其下端向外张开并锚定在套管上；上活塞5和下活塞12继续下移，当对上锥体20的推力大于第二销钉21的剪断力时，第二销钉被剪断，此时，上锥体20继续向下运动，上锥体下端的锥面作用在双向锚定卡瓦23的上锥面上，双向锚定卡瓦上端向外张开并锚定在套管上，完成封隔器锚定过程，此时上锥体20紧紧的压靠在双向锚定卡瓦23的锥面上不再移动，上活塞和下活塞继续前移并不断压迫胶筒14，从而使胶筒14被不断压缩使其轴向尺寸逐渐变短，径向尺寸逐渐变大，最终封住油管和套管之间的空间，达到封堵目的，与此同时，锁套7上端的锁牙与锁环11的锁牙咬合直至最终锁死，从而可以防止封隔器座封完成后胶筒14回弹而使封隔器失封或自动解封。

[0016] 坐封完成后，封隔器承受上压差时,地层压力通过胶筒14作用在胶筒套16上，对上锥体20施加向下的压力而使上锥体20的锥面紧紧压靠在双向锚定卡瓦23上，从而使双向锚定卡瓦始终处于座卡状态而不会下滑；当封隔器承受下压差时,地层压力通过胶筒作用在下活塞12上，下活塞对锁套7施加向上作用力，此时锁套与锁环咬合锁死，锁套7通过锁环对销环施加向上作用力，由于销环与锁环座螺纹连接，因此锁套通过销环对锁环座施加向上作用力，锁环座向上顶压上接头，上接头通过内台阶面提拉中心管上端弹簧爪的外翻沿，由于中心管与下锥体丝扣连接，因此对下锥体施加向上作用力而使下锥体的锥面压紧在双向锚定卡瓦23下锥面上，从而使双向锚定卡瓦23下端锚定更加牢固而不会上滑。

[0017] 解封时，下入的打捞管柱携带打捞工具下压上接头1内的支撑体26，在下压力作用下剪断解封销钉27，支撑体26沿内中心管下移一定距离，解除对内中心管19上端的弹簧爪的支撑作用而使弹簧爪可以径向收缩，上提管柱，管柱带动上接头1上移，从而迫使内中心管19上端的弹簧爪沿其径向收缩，内中心管带动其下部连接的下锥体相对上接头向下移动，直至内中心管19的外台阶面8挂在所述的外中心管18的内台阶面17上，此时，上接头和下锥体之间距离拉开，由于内中心管的外台阶面8与外中心管18的内台阶面17之间的距离大于或等于胶筒回弹和双向锚定卡瓦复位所需的距离之和，为胶筒14和双向锚定卡瓦23解封解卡让出空间，胶筒回弹解封，继续上提管柱，带动外中心管向上移动，外中心管外周壁上的台阶面提拉上锥体20，上锥体带动卡瓦套22向上运动直至双向锚定卡瓦复位，完成解封解卡过程。

[0018] 在本实施例中锁止机构为内中心管上端设置的弹簧爪，弹簧爪内套装有用于支撑弹簧爪使其张开而与上接头挡止配合的支撑体，支撑体与内中心管采用解封销钉固定，在本发明的其他实施例中还可以不设置支撑体和弹簧爪，而将内中心管与外中心管采用解封销钉连接，使内中心管上端为击打受力部分，在解封时，只需对内中心管上端的击打受力部分施加向下的击打力，从而将解封销钉剪断即可实现内中心管与外中心管的相对运动而解封，也可使内中心管和外中心管采用过盈配合的方式套装，在解封时只需下击力大于两者之间过盈配合而产生的摩擦力即可使内中心管与外中心管相对运动而时锁止机构解除。

[0019] 在本实施例中外中心管与上接头丝扣连接，内中心管与下锥体丝扣连接，在本发明的其他实施例中也可均采用铆接、焊接或过盈配合的方式连接。

[0020] 在本实施例中挡止结构为相互挡止配合的外中心管的内台阶面和内中心管的外台阶面，在本发明的其他实施例中也可采用将外中心管和内中心管设置为锥面挡止配合的锥形管结构。